机械原理课程设计报告书.docx

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机械原理课程设计报告书

机械原理课程设计

说明书

机械工程学院

机械设计制造及其自动化专业

09级机自六班

设计者：

振强8

孟凡超7

江龙9

指导教师：

宜亚丽

2011年7月7日

1.原始数据

工作要求为每分钟80粒，且圆盘上均匀分布8个凹槽，所以圆盘的转速确定为每分钟10转。

推杆的周期应与工作周期一致，每分钟80转，这可以确保每次有且只有一粒蚕豆被推到切口处。

曲柄滑块机构中的曲柄直接与马达的输入齿轮相联。

由此，马达的输入转速为每分钟80转。

落料机构中，大圆盘的转动由齿轮变速后得到。

另外大圆盘上每两槽位的间隙选为每粒蚕豆宽的3~4倍。

故定其直径为160mm。

而推杆距大圆盘圆心的距离定为100mm，各齿轮的尺寸由此决定，如表1-1：

表1-1齿轮尺寸

齿轮1

M=1Z=20

齿轮2

M=2Z=20

齿轮3

M=1Z=80

齿轮4

M=2Z=40

齿轮5

M＝1Z=50

齿轮6

M=1Z=28

齿轮7

M=1Z=56

轧辊

D=40

2.设计要求

此次课程设计，我们小组设计的基本原则是创造性、工艺性、经济性。

剥豆机要求体积小，重量轻，压紧力可调，工作可靠，外形美观。

构思出3种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中比较好的方案进行详细设计。

最后用相关软件进行模拟仿真。

3.小组成员及分工

江龙：

绘制简图及计算数据

孟凡超：

提供设计方案及处理数据

振强：

方案评定及绘制草图。

其他工作由全组成员共同完成。

1工作原理…………………………………………1

2运动循环图………………………………………2

3各部分传动机构选型……………………………3

（1）进料机构………………………………3

（2）送料机构………………………………3

（3）切皮机构………………………………4

（4）脱皮机构………………………………4

（5）清扫机构………………………………5

4提出多种传动方案并进行评定取舍……………6

（1）切皮机构第一方案……………………6

（2）切皮机构第二方案……………………7

5动力学分析………………………………………9

6参考文献…………………………………………11

7心得体会…………………………………………12

1.工作原理

本机器主要分为四个机构，分别为进料机构、送料机构、切皮机构和脱皮机构。

送料：

将干蚕豆浸胖后放在料斗，通过进料机构使蚕豆成竖直排列，并且能够实现间隙供给。

切皮：

通过切皮机构切开蚕豆的侧面或头部的皮。

挤压脱皮：

将切好皮的蚕豆，送到脱皮机构，利用轧辊挤压的方法将豆挤出。

分离：

要求将剥开的皮与剥好的豆分隔开。

2.运动循环图

表2-1运动循环图

执行构件

运　动　情　况

圆盘

匀速圆周转动，使每粒蚕豆以相同的间隔进入工作区

切皮进料

匀速推进，转速为圆盘的转速的8倍

轧辊挤压

匀速圆周转动，转速为70---80转每分钟

图2-1立体示意图

3.各部分传动机构选型

（1）进料机构：

此机构以漏斗为主体，结构极其简单，不再过多描述，参考图2-1。

（2）送料机构：

首先通过进料机构，使浸泡好的蚕豆竖直进入圆盘的进料口。

该大圆盘的使用可谓一大创新，圆盘以一定的转速转动，蚕豆从圆盘上方的口子进去，由于圆盘的转动以及重力的作用下，蚕豆在下方的口子出来，并经过　传送机构送到下一机构。

圆盘的进料口是经过计算之后，均匀分部在圆盘上的，该圆盘机构能让我们根据出料时所需的速度而调节圆盘的转速，从而满足了后面切皮和挤压的间歇要求。

图3-1送料机构示意图

（3）切皮机构

由进料口提供的蚕豆在曲柄滑块的推动下进入切皮机构。

该机构的侧面设有锋利的刀刃，蚕豆在曲柄滑块的推动下，将往前运动，因此将在侧面产生一开口，为下一步骤做好准备。

图3-2切皮进给机构示意图

（4）脱皮机构

挤压机构的基本工作原理是，利用一对轧辊的旋转（旋转方向相反），轧辊表面添加有锯形的橡胶，一旦蚕豆接触了轧辊之后，将被轧辊吸住将蚕豆吸住。

轧辊之间的距离比蚕豆的最小厚度略小，蚕豆受到轧辊的挤压，豆沿着切开的口子方向弹出，豆皮随轧辊沿相反方向卷入。

一般情况下，轧辊与传输带是垂直放置的，因此，蚕豆经过挤压之后，需要用清扫的机构来分离剥好的豆和豆皮。

否则，由于进料和出料的运动方向相反，且位于同一直线上，会使剥好的豆和末剥好的豆混淆。

图3-3脱皮机构示意图

（5）清扫机构

在轧辊上可以设置一个挡板，该挡板的功能等同于刮刀，防止豆皮粘在轧辊上，不利于下一个蚕豆的挤压。

同时，不需要用到其它清扫机构，使该机构更为简洁。

4.提出多种传动方案并进行评定取舍

（1）切皮机构第二方案

图4-1挤压机构简图图4-2切皮简图

为了使蚕豆在切皮时不移动，在切皮位置需要添加一个压紧机构。

如左图所示，为凸轮连杆单侧停歇机构，它用于要求不高的单侧近似停歇机构。

由于压豆时总体精度要求不高，用这个机构就能满足所需的要求。

主动件1匀速转动，滑块在在行程往复运动，并且当滑块运动到最下端时，会停留一段时间。

在滑块上升期间，由传输带传送下一个需要加工的蚕豆到工作区。

由于蚕豆的大小不一样，为保证施加在蚕豆上的压力适中，应该在压头处加一个刚度合适的弹簧来调节。

根据最终生产率的要求，该主动件的转速应该为每分钟80转。

然而，此方案较为复杂，制作成本较高，且难以完成蚕豆的进给目的，所以舍弃该方案。

（2）切皮机构第三方案

图4-3切皮机构3简图

通过送料机构将蚕豆由送料机构送到开口较大的一端，因为是螺旋线型的槽，豆子在槽壁的纵向反作用力下纵向移动，下端梯形槽设置一刀片，在初期纵向移动过程中完成切皮过程，后期，由于是锥度螺旋线，轧辊后半段与下端梯形槽的间隙越来越小，随即完成压与挤的近似的同步动作，之后豆由预想的出豆口弹出，豆皮则继续纵向运动，由轧辊另一端排出。

这种方案的主要优势是能够集切皮和挤压于一个工作区域上，方案中执行机构更简洁紧凑，理论上甚至可以省去进给机构，只需要辅以整料机构，并且只需要单个轧辊。

没有拘泥于一般的双轧辊的设计思路，设计方案具有一定的独创性。

缺点是由于豆的大小不一，即轧辊与梯形槽之间的空隙很难做到自动调节，因此会造成蚕豆切皮程度不一，受压之后，豆不能精确定位在什么地方排出。

因此，有可能会导致一些豆未能顺利弹射出去而被挤碎，或者导致一些豆不能顺利完成脱皮动作而从末端排除。

故，亦排除此方案。

5.动力学分析

齿轮机构

各齿轮传动比的计算

i12=Z3/Z1=4

w2=w3

i24=Z3/Z1=2

i35=Z5/Z3=5/8

i56=Z6/Z5=14/25

i67=Z7/Z6=2

图5-1齿轮机构简图

图5-2曲柄滑块速度分析图

V3=w3*P13P14=w3*P14P23*tanθ

参考机构简图各个数据，取曲柄的长度为15mm，连杆的长度为60mm.滑块往返移动的周期为60S/80=0.75S,蚕豆下落的周期也是6S/8=0.75S，满足设计要求。

6.参考文献

安子军.机械原理.:

国防工业,2009

成大先.机械设计手册机械传动.:

化学工业,2004

贾春玉,长民.画法几何与机械制图.:

中国标准2009

7.心得体会

孟凡超：

说实话，这次课程设计对我们来说是个很大的挑战，时间短任务重，很多容都是第一次接触，还好大家都比较投入，才得以完成。

在选材上，我们浏览了很多相关容，有借鉴也有自己的创新。

在分工上，大家各司其职，配合默契，合作比较愉快。

当然在过程中由于基础知识的不扎实我们遇到了一些阻力，在今后的学习中要尤其注意。

剧本再好，没有扎实的演技，也是出不来戏的。

江龙：

这是我们第一次完成设计类的任务。

我们每个人既兴奋又紧。

好在通过大家的共同努力，终于完成了我们的首次课程设计。

通过这将近一个星期的工作，我更加熟悉了一些绘图软件的使用，巩固了以前所学的知识，同时也发现自己还有很多很多不懂的地方，并且体会到了把所学知识应用于实际的巨大困难。

革命尚未成功，我们还需努力！

振强：

通过这次课程设计我学到了许多课本上没有的东西，为了更好的完成任务，我们浏览了大量相关资料并付出了辛勤的汗水。

虽然存在一些不尽人意的地方，但我们努力过奋斗过。

同样我也从中明白了理论与实际相结合的道理，这为我以后的学习工作打下了坚实的基础。

很感学校给了我这次学习实践的机会，我们还需更努力。